减震钢框架基于能量的抗震设计方法

与基于承载力和基于位移的抗震设计方法相比,基于能量的抗震设计方法能够更为全面地评估结构抗震性能.梳理并总结了国内外相关文献,提出基于能量的性能指标,给出基于能量指标的性能水准量化和性能目标.同时结合现有的基于能量抗震设计方法,阐述了自复位阻尼器减震钢框架基于能量指标的抗震性能设计流程,在设计过程中结构的滞回耗能由主结构...     

基于ETM的结构地震损伤评估

耐震时程法(ETM)是一种新的结构抗震性能评估方法，它所用的时程曲线具有地震强度随时间而增加的特点。基于《建筑抗震设计规范》(GB 50010—2010),采用最小二乘函数合成了3条耐震时程曲线。以装配式基础隔震结构为例，分别对结构进行10条天然地震波作用下的增量动力分析(IDA)和3条耐震时程作用下的非线性时程分析，对比研究了结构在不同地震强度下的最大顶点位移、最大层间位移角和最大隔震层位移。并将最大层间位移角作为指标代入结构抗震失效概率公式，通过易损性计算即可得到结构在不同耐震时间下的损伤指数期望值，可以此为依据来评估结构的损伤。分析表明，以最大层间位移角作为指标，ETM与IDA所得的结构损伤值吻合程度较高，但其计算量较IDA大大减小，因此对于结构的抗震损伤评估而言，ETM是一个高效的计算方法。     

基于IDA的既有大跨空间钢结构三维地震易损性分析

为研究不同地震作用强度下大跨空间钢结构发生破坏状态的条件概率,定量描述结构的抗震性能,以榆林某实际工程为研究对象,采用SAP2000建立合理的分析数据模型,选用ATC-63推荐的22条远场地震动记录,对结构进行三维地震波激励下的增量动力分析,地震动强度参数选择PGA（峰值地面加速度）,以基于结构节点最大位移的损伤指标作为评价指标,根据时程分析的结果,分析此大跨空间钢结构超越各损伤状态的概率。研究表明：此大跨空间钢结构抗震性能优异,有充足的抗震潜能,并且在大震作用下,结构倒塌的概率较小。研究成果可为大跨空间钢结构的抗震设计、地震损失的评估和预测提供参考。     

基于性能的结构抗震设计方法研究

对基于性能的结构抗震设计概念进行了深入的阐述,针对不同的结构抗震性能指标,进一步分析了基于强度、位移、能量、损伤性能等不同指标的几种抗震设计方法,并提出了基于性能的结构抗震设计研究的难点。     

近断层地震动下减隔震连续梁桥向量型强度指标选取

强度指标是描述地震动特性及对结构反应影响的重要指标，在性能抗震设计框架下则构成了联系地震动水准和结构反应的量化参数。目前对具有速度脉冲特性的近断层地动的强度指标的研究仍有限。本文以某减隔震连续梁桥作为研究对象，基于OpenSees有限元软件建立三维分析模型，通过输入40条典型近断层地震动，得出算例需求参数DM(支座滞回能、桥墩滞回能、总输入能、墩顶漂移率、支座位移和主梁位移),然后通过线性回归分析对常见的23种强度指标和需求参数进行相关性分析，以可决系数R²大小作为标准，建议Housner谱烈度(HI)可作为单一近断层地震动强度指标的最优选择。进而考虑向量型强度指标，以方差膨胀系数VIF作为标准，以解决参数间的多重共线性；随后，分别以峰值速度(PGV)和HI作为主变量，进行两组多元线性回归。结果表明，HI和峰值位移(PGD)适用于减隔震连续梁桥抗震性能评估，且较好表征近断层地震动的最优向量型强度指标。     

某型钢混凝土框架-混凝土核心筒结构的抗震性能评估

以某混合结构为研究对象,通过振动台试验和数值分析2种手段对该混合结构的抗震性能进行了相关研究.主要利用PERFORM-3D建立了整体结构的非线性计算模型,对结构进行了弹塑性时程分析.根据结构整体的位移响应和能量耗散以及构件的变形和塑性铰开展情况,来了解在不同强度地震作用下结构的地震反应特点,同时根据预定的性能指标限值对结构的抗震性能进行了评估,并将数值分析结果与试验结果进行了对比.试验与数值分析结果均表明,该结构具有良好的抗震性能.     

基于性能的既有砌体结构隔震加固研究

以一实际砌体结构为研究对象,根据前期结构检测及可靠性评估,该目标砌体结构综合抗震能力不能满足抗震鉴定要求,需采取适当技术手段对其进行抗震加固改造。本文以结构层间位移角为具体性能指标,以隔震技术为具体加固方法,通过结构动力时程分析,用结构加固前后的楼层加速度、楼层剪力、地震输入能量分配等指标评价了结构抗震性能。分析结果表明,采用隔震加固措施能有效提高砌体结构的抗震安全性,达到具体的抗震设防目标。此分析方法为我国大量高龄服役、不能满足现行规范而短期内又继续存在的旧有砌体结构建筑的抗震加固提供了有益的参考。     

基于增量动力分析的高烈度区框架-核心筒结构地震易损性分析

基于增量动力分析方法和数理统计,可有效进行结构地震易损性分析。以一个8度区、98m高的框架-核心筒结构为例,采用增量动力分析方法,以结构最大层间位移角为性能参数,进行结构地震易损性分析和抗震性能评估。结果表明,随地震动强度增大,结构损伤程度加重,刚度逐步下降、周期延长,结构层间位移角增大。但因出现的薄弱位置不同,最大层间位移角会出现随地震动强度增大而减小的情况,因此抗震性能评估中需考虑楼层因素。地震易损性分析结果得到,结构在小震、中震和大震作用下处于正常使用、修复后使用和生命安全的概率最高,表明结构能够满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震要求。增量动力分析方法,能够获得结构完整的非线性响应,可从概率角度量化结构抗震性能,并有效反映结构薄弱部位,是结构抗震性能评估的有效手段。     

钢筋混凝土框架结构抗震性能目标的量化研究

我国抗震规范对结构的性能水平和震害损失的定量描述不是很明确,为此本文对抗震性能目标进行量化研究.以层间位移角为主要性能指标,综述了国内外规范对性能目标的规定以及相关试验研究成果.收集钢筋混凝土框架的33组试验数据,对位移角进行频数统计分析,建立了钢筋混凝土框架结构在不同性能水平时的量化指标.在综合考虑结构与非结构构件破...     

异形柱结构抗震性能评估

本文针对异形柱结构抗震性能的评估,运用模态pushover以及等强度延性需求谱的方法,对等效的单自由度体系进行计算,得出其相应的延性系数及位移后,再转化为多自由度体系的位移需求。并对两个异形柱结构算例进行抗震性能分析,可供异形柱结构抗震性能研究和评估参考应用。     

基于性能的既有建筑防屈曲支撑抗震加固设计

对于抗震能力低、抗震构造措施普遍不满足现行规范的原非抗震设防区既有建筑,采用消能减震技术加固结构,通过性能化设计方法实现抗震加固目标,可以解决传统加固方法效率低、难以实施等难题。以原非抗震设防区某既有框架结构教学楼加固项目为例,介绍了采用耗能防屈曲支撑提高抗震性能的具体方法和既有建筑基于性能的抗震加固设计流程。结果表明:加固前结构单体中最大的扭转周期比达到了0.96,最大位移比为1.38, 加固后扭转周期比控制为0.84,最大位移比为1.20; 加固前结构小震下构件承载力基本满足要求,但扭转周期比和抗震构造措施不满足现行规范要求,大震下结构会发生严重破坏甚至倒塌; 加固后结构构件承载力能满足7度小震(多遇地震提高1度)要求,小震下防屈曲支撑调整结构抗扭刚度,减小扭转效应,大震下防屈曲支撑屈服耗能,显著提高了结构的抗大震性能; 当结构的抗震性能明显提高时,抗震构造措施要求可适当降低。     

Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性能

在Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性振动台试验的基础上,建立了试验试件的有限元模型,并验证了分析的正确性。设计了一个9层的Y形偏心支撑高强钢框架结构,以耗能梁段长度、耗能梁段腹板高厚比、高跨比为参数,对9层结构进行了非线性动力时程分析,研究了以上参数对结构抗震性能的影响。研究结果表明,改变耗能梁段长度、高跨比对结构层间侧移、耗能梁段性能、框架柱弯矩、耗能能力均有不同程度的影响,对框架柱轴力、基底剪力无显著影响;改变耗能梁段腹板高厚比对结构耗能能力有影响,对结构层间侧移、耗能梁段性能、框架柱受力、基底剪力无显著影响,并给出了相关设计建议。     

Numerical study of seismic performance of steel moment-resisting frame with buckling-restrained brace and viscous fluid damper

The seismic performance assessment of modified steel moment-resisting frame (SMRF) was carried out by nonlinear time-history analysis. The basic bare SMRF was reduced in strength first and then enhanced by installing passive energy dissipating devices (EDDs) to develop modified frame. Passive EDDs comprise both rate-dependent and rate-independent devices. Viscous fluid damper (VFD) is a rate-dependent device whereas buckling-restrained brace is a rate-independent device. The lateral strength of structure was improved by using these devices either alone or in combination. Seven-scaled time-history records were used for incremental dynamic analysis. The stiffness effect on the stories is demonstrated through the lateral displacement profile of the building. The VFD is found to be a good EDD as it significantly improved the performance of the frame at all levels of seismic analysis.     

现浇与预制装配式混凝土框架节点抗震性能试验

为研究预制装配式混凝土框架结构连接节点的抗震性能,探讨其与现浇混凝土框架结构节点之间的性能差异,设计并制作了2组预制装配式混凝土框架节点试件和1组现浇混凝土框架节点试件,通过试验研究试件的滞回特性、承载能力、位移延性、强度退化和耗能能力等抗震性能及其破坏特征。结果表明:通过合理的设计,预制装配式混凝土框架节点的滞回耗能性能与现浇混凝土框架节点相当,其承载力和初始刚度基本等同于现浇混凝土结构节点,但其承载力退化速度快于现浇混凝土框架节点,屈服后预制构件累积损伤程度较现浇构件严重;预制装配式混凝土框架节点在轴压比较大时,节点破坏较为严重,耗能更多。     

边缘配置高强纵筋装配式中高强再生混凝土剪力墙抗震性能研究#br#

为促进高性能绿色建筑结构发展,推动高强钢筋和中高强再生混凝土的工程应用,研发了边缘构件采用环筋扣合连接方式且配置高强纵筋的装配式中高强再生混凝土剪力墙,对6个剪跨比为2.2的装配式混凝土剪力墙进行了低周反复荷载试验。分析了不同再生粗骨料取代率、混凝土强度、边缘暗柱纵筋强度及搭接位置对装配式再生混凝土剪力墙的破坏形态、滞回性能、承载力、延性、刚度退化规律、耗能能力等抗震性能指标以及可恢复性能的影响。试验结果表明：边缘构件配置高强钢筋的装配式中高强再生混凝土剪力墙的破坏形态以弯曲破坏为主;再生粗骨料取代率对装配式中高强再生混凝土剪力墙的承载力、延性和耗能能力影响不大,各剪力墙均具有较好的抗震性能;边缘暗柱采用HRB600纵筋可有效提高装配式中高强再生混凝土剪力墙的承载力、耗能能力和可恢复性能;边缘暗柱纵筋在剪力墙底部塑性铰区搭接,会导致装配式中高强再生混凝土剪力墙的延性明显下降。给出了边缘配置HRB600纵筋的装配式中高强再生混凝土剪力墙水平承载力计算式,计算结果表明普通混凝土剪力墙的水平承载力计算模型同样适用于该装配式剪力墙结构。     

某中学教学楼抗震鉴定和加固设计

上海市某中学主体教学楼为砖混结构,建于1985年,1991年对实验楼及通廊进行扩建,原设计抗震设防分类为丙类,6度抗震设防。通过对教学楼进行全面结构检测和抗震鉴定,评定结果表明,原房屋依据现行规范构造柱设置不足、砂浆强度较低、多数纵向墙段抗震及受压承载力不足,整体抗震性能不满足现行抗震规范的相关规定。针对以上问题,提出相应的加固方案,加固后的结构基本达到重点设防类抗震设防标准,后续使用年限为40年。     

在用RC框架结构基于位移的抗震性能评估

根据能力谱方法的基本原理 ,建立了在用RC框架结构基于位移抗震性能的评估方法。该方法采用了振型分解法建立的多自由度体系和等效单自由度体系之间的转换关系 ,以及由现行《建筑抗震设计规范》的反应谱曲线建立的结构抗震要求曲线。用本文方法对清华大学主楼 1 0层钢筋混凝土框架结构进行了抗震性能评估 ,同时进行了小震和大震作用下的弹塑性时程分析。本文方法得到的顶点位移角、层间位移角和塑性铰分布与时程分析的结果比较符合     

组合隔震技术在高烈度区复杂高层结构中的应用研究

为探讨近断层的复杂高层建筑结构的隔震设计要点,结合某高层医院建筑结构设计实例,研究9度设防强地震输入、体型特别不规则和高预期抗震性能目标条件下采用隔震技术的适应性及对应措施,提出发挥不同隔震器件和减震装置性能特点的组合隔震技术方法。结果表明,组合隔震可减小隔震橡胶支座面压和水平变形,减少塔楼偏置引起的结构扭转效应、竖向高位收进引起的高振型效应,结构构件损伤程度和范围大幅降低,屈服耗能机制更为合理,有效提升了建筑结构的抗震能力。分析比较近场速度脉冲型地震波与考虑1.5近场增大系数的常规地震波作用下复杂高层隔震结构的地震响应差别,结果表明,在速度脉冲型地震波作用下的隔震层位移、上部结构层间位移角及层剪力均大于考虑1.5近场增大系数的常规地震波,采用1.5近场增大系数不能包络近场地震效应,隔震设计时应慎重考虑。     

打包带加固村镇砌体墙抗震性能试验研究

砌体结构作为我国房屋的主要结构类型之一,在村镇地区应用非常广泛且历史震害严重。针对村镇地区量大面广的砌体结构,考虑采取一种高效、低价且便于施工的加固措施以提高其抗震性能具有重要意义。打包带作为一种常用的工业产品,具有抗拉性能好、耐久性强和价格低廉等优点,其与砌体墙共同作用可以发挥各自的性能优势,从而提高结构的抗震性能。针对有、无打包带加固以及不同抹面砂浆强度的4片砌体墙进行了拟静力试验,对比分析了各砌体墙的破坏特征,以及峰值荷载、滞回曲线、骨架曲线、耗能、刚度退化等抗震性能指标,研究了打包带加固对砌体墙片抗震性能的影响。结果表明,打包带可有效改善砌体墙的抗震性能,对于提高砌体墙的承载力、变形能力和耗能能力效果明显。     

Application research of combined isolation technology in complex high-rise building in high seismic intensity region

为探讨近断层的复杂高层建筑结构的隔震设计要点，结合某高层医院建筑结构设计实例，研究9度设防强地震输入、体型特别不规则和高预期抗震性能目标条件下采用隔震技术的适应性及对应措施，提出发挥不同隔震器件和减震装置性能特点的组合隔震技术方法。结果表明，组合隔震可减小隔震橡胶支座面压和水平变形，减少塔楼偏置引起的结构扭转效应、竖向高位收进引起的高振型效应，结构构件损伤程度和范围大幅降低，屈服耗能机制更为合理，有效提升了建筑结构的抗震能力。分析比较近场速度脉冲型地震波与考虑1.5近场增大系数的常规地震波作用下复杂高层隔震结构的地震响应差别，结果表明，在速度脉冲型地震波作用下的隔震层位移、上部结构层间位移角及层剪力均大于考虑1.5近场增大系数的常规地震波，采用1.5近场增大系数不能包络近场地震效应，隔震设计时应慎重考虑。